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超強激光科學卓越創新簡報

(第四十七期)

2019年9月17日

上海光機所在基于非簡並四波混頻獲取高性能910nm種子光方面取得新進展

  近期,上海光机所強場激光物理國家重點實驗室刘军研究员课题组在基于非简并四波混频获得高性能910nm飞秒光的研究中取得新进展,利用紧凑简单的实验装置,获得了高能量、高对比度,以及宽光谱的910nm飞秒光,该方法为百拍瓦光学参量啁啾脉冲放大(OPCPA)装置种子光的获取提供了新思路。相关成果发表在[Opt. Lett. 44, 3952-3955 (2019)]。 

  拍瓦激光脈沖在激光聚變、激光加速粒子、高能輻射源,以及實驗室天體物理等領域有著重要應用。目前基于以钛寶石爲放大增益介質的啁啾脈沖放大技術已獲得10拍瓦飛秒激光脈沖,但受限于钛寶石的口徑,激光峰值功率的進一步提升仍然受到制約。基于OPCPA技術所使用的非線性DKDP晶體則可以獲得較大的尺寸,所以爲進一步提升激光峰值功率提供了新的可能。而爲了匹配DKDP晶體的增益,目前此類OPCPA的種子光一般是910nm中心波長的寬光譜高對比度飛秒光。 

  910nm種子光的産生一般基于複雜的多級非線性過程,比如多級參量放大過程,或者級聯空心光纖光譜展寬結合交叉偏振波産生等。該研究中,課題組僅利用一級非簡並四波混頻過程,以α-BBO作爲非線性介質,便獲得了單脈沖能量250μJ,光譜覆蓋寬度200nm的910nm信號光。由于非簡並四波混頻是三階非線性過程,所以信號光的時域對比度也會得到極大提高。同時裝置使用了簡單的線性色散元件對信號光的角色散進行了有效補償。 

  相关研究得到国家自然科学基金,中科院先导B类专项,中科院仪器发展项目,以及上海市科技重大专项的支持。(強場激光物理國家重點實驗室供稿) 

  原文鏈接

图1 装置图以及非简并四波混频的相位匹配计算

图2 信号光及光谱图

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